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气动马达式推车机的应用

斜巷车场气动马达式推车机,在井下现场俗称车场风动调车机,主要是解决辅助运输斜巷提升运输系统上平车场车辆运行启动和调车难题,完成车场推车和调车机械化操作。
在我们煤矿井下生产系统中,辅助运输系统是矿井生产系统的安全和生产管理的薄弱环节,斜巷提升运输是辅助运输系统的安全生产的难点和要点,上平车场又是斜巷系统的关键;由于斜巷车场机械化程度低,岗位职工劳动强度大,占用人员多,人员整体素质相对较低,目前现场实际要求我们现场技术工作人员,潜心
对生产环节不安全因素进行分析和研究,不断创新,消除隐患,努力打造“安全、高效”的“本质安全型”工作环境。

井下绞车提升斜巷车辆下行运输时,在车辆进入斜巷前的启动的方式主要有:
1.1 将上平车场下行线路设计为坡道,利用车辆自滑启动

(1)车辆始终处于自滑运动趋势状态下,变坡点安全防护设施出现故障或误操作时,存在发生跑车事故安全隐患。
(2)下滑坡道填车和存放待行车辆,对变坡点安全防护设施存在下滑力作用,影响设施正常动作。
(3)工程施工工作量大,适用范围受限。

1.2 安设小绞车协助牵引启动
(1)摘挂钩操作程序繁琐,钩头连接可靠性差。
(2)钩头摘除人员操作进入斜巷运行范围,安全无保证。
(3)两绞车牵引协调难度大。

1.3 岗位人员采用手推、肩扛等人力方式
推车启动
(1)人员在钢丝绳运行范围内作业。
(2)岗位配备人员多、劳动强度大。
(3)运输效率低。

以上车辆运行启动方式在现场实际运行过程中,不同程度的存在着与现场不适
应,甚至存在着安全隐患,不能完全适应与目前的安全管理形式。
为进一步提高斜巷机械化装备水平,逐步实现自动化作业,全面提高斜巷运输安全保障能力,提高工作效率,减轻矿工的劳动强度,创建本安型工作环境,根据井下斜巷上平车场的现场工作情况和技术条件,对与目前安全、高效生产规模相适应的斜巷车场推车装置进行了研究和应用。

斜巷车场气动推车、调车系统,是利用井下较富余的风源,利用风动马达驱动,实现车场推车启动或远距离调车作业。在逐步提高斜巷运输机械化装备水平的同时,大大的减轻工人的劳动强度,提高斜巷运输能力,系统远距离控制减少了矿工在现场工作过程中与矿车的接触,消除了斜巷车场安全生产的不利因素。

2 系统结构组成及主要技术参数
2.1 结构组成
系统是借助矿井现场原有压风作为动力源,系统结构较为简单,主要由驱动装置(气动马达)、传动装置(钢丝绳)、导向滑道、张紧装置、制动器、移动推车爪和控制系统等七部分组成,见图1。

系统结构布置图

2.2 主要技术参数
动力风源压力:≥0.4MPa 推车机运行速度:0.5m/s
系统推动力:20kN(平巷推动100t) 推车高度:320mm
张紧行程:1500mm 牵引钢丝绳直径:10.5mm
驱动轮直径:450mm 额定功率:8 kW
最大耗气量:1.17 m3/min 最大行程:≤直线调推车距离

3 工作原理(见图2)

气动控制原理图

系统通过压风动力源,利用低速大扭矩风动马达将风能转化为旋转机械能,推车系统采用轮式摩擦驱动,采用风动气缸进行张紧,通过牵引钢丝绳无极牵引方式完成推车操作。

4 操控流程
绳轮式推车机使用风动马达驱动,通过控制阀控制风动马达的正反转,换向时不需停机。
矿车前进到斜巷变坡点的推车、调车作业区,操作风动控制箱上的推车钮,打开马达主回路,风压进入风动驱动器,风动驱动器转动。另一支回路进入制动器风动推杆,推动风动推杆使抱闸松开。风动驱动器轴不断旋转,经减速器减速,驱动滚筒旋转卷动钢丝绳,钢丝绳带动滑道内的移动推车爪前进,移动推车爪推动矿车前行进入斜巷。
推车完毕,操作风动控制箱上的回车钮,输出风压换向,风动驱动器反转,滚筒反向卷起钢丝绳,钢丝绳带动移动推车爪回至原位。
操作风动控制箱上的停止钮,气动驱动器停止转动,同时制动器的气动推杆缩回,制动器抱死刹车鼓,滚筒停止卷钢丝绳,可使移动推车爪停留在任何位置。

5 关键技术及创新点
(1)系统采用井下现场压风作动力,完全借助矿井井下现有动力源,无需另行增设动力源,简化系统装备组成和相关工程施工,大大降低了工人的劳动强度,减少了资金投入。
(2)采用低速大扭矩马达,系统推力大,适应运输量范围大,可以根据现场不同需要调节系统推动能力。
(3)推车行程可根据现场实际需要进行调节,适应于各种不同长度的推车需要,完全能够实现直线远距离连续调、推车作业。
(4)根据现场实际情况,通过调节系统压力、流量,控制设备的载荷及速度,并可实现负载自动保护功能。
(5)系统控制系统实现操车与车场阻车系统的闭锁控制,避免误操作安全事故的发生,实现安全操作。
(6)系统实现集中操作,操作系统全部安装在操作硐室(信号室)内,实现远距离操作,消除了推车作业对现场施工人员造成人员伤害的隐患,提高了现场施工安全。
(7)安装便捷,可实现快速安装,无须对车场原有轨道系统进行安装改造,完全可以借助原有轨道系统进行组合安装。
(8)系统适应能力强,由于系统无须供电,消除了由于电器失爆带来得安全隐患,适应煤矿进、回风流安装,确保了煤矿安全生产。

(9)结构简单、直观,操作方便,无须对现场操作人员进行操作培训,适应煤矿职工操作。
(10)系统采用压风作为动力源,减少了能量转换环节,能量消耗少,泄露、废弃压风清洁卫生,减少了现场环境污染。
6 试验应用情况
在安全生产、劳动效率、科技装备要求不断快速提高的当今形势下,提高科技装备水平,创建矿井安全操作环境势在必行,车场气动推车调车系统的研发与应用,提高了现场装备自动化水平,在减轻职工劳动强度的基础上,使职工安全得到了保障,减少了操作人员配置,提高了劳动效率。

7 经济效益和社会效益
7.1 经济效益
采区上下山辅助运输量比较集中,工作量较大,每个班次出车约在100-120 车左右,采区上下山一般采用一次提升6个矿车,上车场向下推车及行车联系需配备4 人,劳动强度比较大,工作效率比较低,推车过程中也不安全。如果采用气动推车机推车,实现自动化推车,一个人就可以完成,每班可节约3 个人员的劳动力,三个班可节约12 个人员的劳动力。以每个人员月工资2000 元计算,2000 元×12 个月×12 个人=288000 元,每年结余工资288000 余元。
7.2 安全、社会效益
(1)解决了斜巷车辆运行启动难题,实现机械化推车操作,提高了辅助运输机械自动化装备水平。
(2)在减轻职工劳动强度的基础上,使职工安全得到了保障,减少了操作人员配置,提高了劳动效率。
(3)实现了斜巷车场无人化运行,保证了工作人员的安全,消除了斜巷上部车场人身事故安全隐患,具有较高的社会效益和安全经济效益。
现场使用证明本系统成功解决了轨道提升运输斜巷车场推车和调车问题,具有很高的实用性,非常适应煤矿目前生产实际,适应安全、高效生产要求,顺应全面实现机械化、自动化发展趋势,具有广泛的应用、推广价值和推广空间广阔。